CN108384222A - 一种水性聚氨酯涂层手套及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性聚氨酯涂层手套及其制备方法，该水性聚氨酯涂层手套是将针织手套浸渍如下质量分数的组分配的水性聚氨酯胶浆制获得：90～120份水性聚氨酯、0.5～6份增稠剂、0～20份水，其中，所述水性聚氨酯含有质量分数为5％～45％的丙酮。其制备方法简单易行，不需要浸任何凝固剂，比传统的水性聚氨酯手套制作过程更加环保，手套柔软舒适，对人体无害，利用该方法制备的涤纶不浸渍凝固剂的聚氨酯手套EN388可达3131。本发明方法操作步骤比现有技术加有凝固剂的操作步骤少，相应流程费用减少，使生产成本降低，生产时间也减少，生产效率提高，产品性能也大大提高，经济效益显著。

Description

一种水性聚氨酯涂层手套及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯涂层手套及其制备方法，属于劳保防护用品技术领域。

背景技术

针织手套用纺织纤维纯纺或混纺纱线经手套机编织、缝制加工、再经拉绒或缩绒、热定形整理等工艺而制成，具有柔软穿着舒适、透气性良好和弹性好的特点，但人们对针织面料的要求逐渐变高，针织面料本省的性能已经不能满足需要，因此出现很多针织面料的后整理方法。后整理主要是化学整理，经过水性聚氨酯整理后的针织面料，有着良好的弹性和透湿性，同时能改善其抗起性、起球性。

现有的水性聚氨酯手套生产需要浸凝固剂，生产工艺包括预热、浸凝固剂、烘烤、浸胶液、烘干和脱模6个步骤，而凝固剂多以甲醇和硝酸钙或甲醇和氯化钙为主；甲醇为易燃有毒化合物，凝固剂使用不仅影响聚氨酯涂层与纱线结合程度，而且影响后期加工过程聚氨酯的交联强度；浸有凝固剂的手套如果不清洗，里面有钙离子等，容易吸湿，手套使用性能会下降；清洗会使用大量的水，污染环境，使手套制作成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种水性聚氨酯手套及其制备方法，制备方法不采用凝固剂，避免污染环境，并有效降低手套的制作成本。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种水性聚氨酯涂层手套，所述水性聚氨酯手套是将针织手套浸渍在水性聚氨酯胶浆而制备，所述水性聚氨酯胶浆由按如下质量份数的组分配制获得：

90～120份水性聚氨酯，

0.5～6份增稠剂，

0～20份水，

其中，所述水性聚氨酯含有质量分数为5％～45％的丙酮。

进一步地，所述水性聚氨酯胶浆的原料还包括0.5～5份的活性剂和0.5～5份的交联剂，更优选地，当采用的3～5份活性剂，3～5份交联剂，4～5份增稠剂时，效果最佳。

一种水性聚氨酯涂层手套的制备方法，其包括如下步骤：

S1、配制水性聚氨酯胶浆，所述水性聚氨酯胶浆按如下组分及质量份数混合配制：

水性聚氨酯：90～120份

增稠剂：0.5～6份

水：0～20份；

其中，所述水性聚氨酯含有质量分数为5％～45％的丙酮；

S2、将针织手套胚浸入步骤S1中配制的所述水性聚氨酯胶浆中后取出，获得浸胶手套；

S3、将步骤S2获得的浸胶手套胚先进行低温烘干，最后高温烘干，制得水性聚氨酯涂层手套。

如上所述的制备方法，优选地，所述水性聚氨酯为丙酮法合成的聚氨酯，其丙酮并未完全除去，优选丙酮的质量分数含量为5％～20％_～，其类型可以是聚醚型聚氨酯，可以是聚酯型聚氨酯或是这二者的混合型，所述水性聚氨酯胶浆的原料还包括0.5～6份的活性剂和0.5～5份的交联剂。

进一步地，当采用所述活性剂为3～5份，交联剂为3～5份，增稠剂为4～5份时，效果较佳，手套性能更好。当加有交联剂时，可使手套的耐磨性能提高。

如上所述的制备方法，优选地，所述水性聚氨酯胶浆在配制时还添加有水性色浆：0.5～2份。添加有水性色浆，使制备获得的手套具有明亮、靓丽的颜色，使使用者心情更加舒畅、愉悦，可根据需要选择水性色浆的颜色。可采用水性黑色、蓝色、绿色、天蓝色等等。

如上所述的制备方法，优选地，所述活性剂为氧化锌、碳酸锌或硬脂酸锌中的一种或任意两种或三种的组合。

当采用两种组合时，优选氧化锌和硬脂酸锌按质量比例为7～8:3～2，或碳酸锌与硬脂酸锌按质量比例为6.5～8:3.5～2时，效果较佳，当采用氧化锌或碳酸锌与硬脂酸锌的组合时，硬脂酸锌作为促进剂，使活性剂氧化锌或碳酸锌更加活泼，起到活化促进作用，进一步提高水性聚氨酯胶浆的交联程度。

如上所述的制备方法，优选地，所述交联剂为多元胺类、多元醇类、氮丙啶中的一种或任意两种或两种以上的组合；所述多元胺类为二元胺或丙二胺；所述多元醇类为二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷或木糖醇等；进一步地，所述二元胺可采用乙二胺；所述二元醇可采用二甘醇。本发明中的交联剂用于交联活性基团。

如上所述的制备方法，优选地，所述增稠剂可以是质量浓度为1.5％～30％的聚丙烯酸钠、纤维素、纤维素钠、羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸类增稠剂、干络素或聚乙烯醇(PVA)中的一种或任意两种及两种以上的组合。

增稠剂在添加时，优选配制为质量浓度为0.5～30％时添加，有利于快速溶解、混匀水性聚氨酯胶浆。如上所述的制备方法，优选地，在步骤S2中，所述针织手套胚先预热，温度达到20～45℃后再进行浸渍，浸渍所述水性聚氨酯胶浆的时间为2～6秒。

如上所述的制备方法，优选地，在步骤S3中，所述低温的温度为65～85℃，烘干时间为30～45min，所述高温的温度为100～120℃，烘干时间为60～90min。

本发明中先采用低温烘干，有利于聚氨酯乳胶致密堆积，形成致密膜，如果一开始采用高温，会在表面形成鼓泡，造成制品缺陷，后期高温，有利于制品使用性能提高。优选为低温的温度为65～80℃，烘干时间为30min，高温的温度为108～115℃。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的不浸凝固剂的水性聚氨酯手套制作方法简单易行，不需要浸任何凝固剂，比传统的水性聚氨酯手套制作过程更加环保，手套柔软舒适，对人体无害，而且手套的耐磨性大幅度提高，如制备的涤纶不浸渍凝固剂的聚氨酯手套EN388可达3131。

本发明制备方法的操作步骤比现有技术加有凝固剂的操作步骤少，相应流程费用减少，使生产成本降低0.1元/双左右，生产时间也减少，相应生产效率提高，而且产品性能也大大提高，经济效益显著。

具体实施方式

本发明使用含有丙酮的水性聚氨酯树脂，由于丙酮部分存在，使得聚氨酯分子能够充分伸展开，因此在不使用凝固剂的情况下，也可以达到不透胶的效果。而且如果直接采用丙酮法制备的水性聚氨酯树脂，由于其溶剂丙酮不用完全除去，蒸馏溶剂使用时间缩短，能耗降低，使原料的成本降低。再者，在采用水性聚氨酯树脂制备手套时，不用浸凝固剂，也就不用后续烘烤步骤，直接进行浸胶液、烘干，这样减少两个步骤，在生产用时、能源消耗、设备投入均有减少，使整体的生产成本降低；用时减少，生产效率提高。

为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种水性聚氨酯涂层手套的制备方法，具体采用如下步骤：

步骤1、配制不浸渍凝固剂的水性聚氨酯胶浆，所述配制所需各组分质量份数配比：

水性聚醚型聚氨酯(丙酮含量10％)：100份

氮丙啶交联剂：1份

2％CMC：0.5份

水性色浆：1份

其中，水性聚醚型聚氨酯可采用常规丙酮法制备获得(在此不再赘述)，只是当丙酮的质量分数的含量为10％时，停止蒸馏，即可用于水性聚氨酯胶浆的制备，将上述组分混合均匀。

步骤2、将化纤针织手套胚，浸入步骤1中配制的水性聚氨酯胶浆，浸渍4秒；其中，在浸入前，化纤针织手套胚套在手膜上要先预热，使化纤针织手套胚为温度35℃。

步骤3、先进行75℃低温，40分钟烘干；最后105℃高温，60分钟烘干，制得不浸渍凝固剂的水性聚氨酯手套。

实施例2

步骤1、配制不浸渍凝固剂的水性聚氨酯胶浆，所述配制所需各组分质量份数配比：

水性聚酯型聚氨酯(丙酮含量20％)：95份

氧化锌：3份

二甘醇交联剂：2份

1％纤维素钠：0.5份

水性色浆：1份

步骤2、将针织手套胚，浸入步骤1中配制的水性聚氨酯胶浆，浸渍5秒；其中，手套的胚温度为25℃；

步骤3、先进行65℃低温，45分钟烘干；最后100℃高温，70分钟烘干，制得不浸渍凝固剂的水性聚氨酯手套。

实施例3

本实施例中步骤1、配制浸渍水性聚氨酯用胶浆，所用胶浆按如下组分及质量分数配制：

水性聚酯型聚氨酯(丙酮含量8％)：115份

碳酸锌：3份

木糖醇：3份

15％聚乙烯醇：5份

水性色浆：1.5份

水：10份；

步骤2、将13针涤纶手套胚，浸入步骤1中配制的水性聚氨酯胶浆，浸渍4秒；其中手套胚温度20℃。

步骤3、先进行65℃低温，30分钟烘干；最后108℃高温，80分钟烘干，制得不浸渍凝固剂的水性聚氨酯涂层手套。

实施例4

本实施例中步骤1、配制浸渍水性聚氨酯用胶浆，所用胶浆按如下组分及质量分数配制：

水性聚醚型聚氨酯(丙酮含量8％)：115份

硬脂酸锌：5份

乙二胺：3份

1.5％纤维素钠：5份

水性色浆：1.5份

水：15份；

步骤2、将涤纶手套胚，浸入步骤1中配制的水性聚氨酯胶浆，浸渍4秒；其中手套胚温度40℃；

步骤3、先进行80℃低温，30分钟烘干；最后115℃高温，65分钟烘干，制得不浸渍凝固剂的水性聚氨酯涂层手套。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上，不同在于采用的活化剂3份，为氧化锌和硬脂酸锌，氧化锌和硬脂酸锌按质量比为7:3添加。

对实施例1-4制备的手套进行如下测试，采用EN388标准中耐磨性测试，具体方法是将4个圆形的手套材料样本(6.45cm²)在已知的压力下(9kPa)被摩擦，对每个样本分别进行100、500、2000和8000圈的测试，性能等级是根据4次测试后的最低圈数而定。

抗割性测试：将2个样本在5牛顿大小的不间断力下进行测试，根据割破前所承受的圈数而确定等级。

抗撕裂性测试：采用4个从4只手套试验品的掌部上切下的样本，将其中2个做指尖到袖口方向的测试，

另外2个做掌宽方向的测试，测量出以100mm/分钟的速度撕裂样本的最大力，单位牛顿；

耐刺穿性测试：同样采用4个从4只手套掌部上切下的样本，通过测试测量出以100mm/分钟的速度用钢钉刺穿样本的最大牛顿力。

表1.EN388标准中的性能等级

性能等级	1级	2级	3级	4级	5级
						A耐磨性(圈)	100	500	2000	8000
B抗割性(次数)	1.2	2.5	5.0	10.0	20.0
						C抗撕裂性(牛顿)	10	25	50	75
D耐穿刺性(牛顿)	20	60	100	150

本发明方法生产的手套性能与现有技术的水性聚氨酯手套(如霍尼韦尔/水性聚氨酯手套涤纶PU掌涂工作手套2100251CN-10)测试的指标如下表2：

表2.测试结果

本发明方法制备的手套与现有技术制备的手套相比，各项指标均有所提高，尤其是耐磨性和抗撕裂性，说明本发明制备的手套，其聚氨酯涂层与纱线结合牢固；使用时，吸湿性好，长期使用没有不适感。可见，本发明制备的手套符合机械防护标准EN388-3131，而现有技术的手套为EN388-3121。

本方法的制备方法与现有技术相比，少两个工艺步骤，更加环保，且大大提高了生产效率，节省了成本，成本降低0.1元/双左右，如果采用自己制备的水性聚氨酯为原料时，成本还可降低。

由性能测试结果可看出，在本发明中当原料中采用的活性剂为氧化锌和硬脂酸锌混合时，能有效提高手套的耐穿刺性，可提高一个等级达到2级。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性聚氨酯涂层手套，其特征在于，所述水性聚氨酯手套是将针织手套浸渍在水性聚氨酯胶浆而制备的，所述水性聚氨酯胶浆按如下质量份数的组分配制获得:

90～120 份水性聚氨酯，

0.5～6 份增稠剂，

0～20 份水，

其中，所述水性聚氨酯含有质量分数为5％～45％的丙酮。

2.一种水性聚氨酯涂层手套的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、配制水性聚氨酯胶浆，所述水性聚氨酯胶浆按如下组分及质量份数混合配制：

水性聚氨酯：90～120份

增稠剂：0.5～6份

水：0～20份；

其中，所述水性聚氨酯含有质量分数为5％～45％的丙酮；

S2、将针织手套胚浸入步骤S1中配制的所述水性聚氨酯胶浆中后取出，获得浸胶手套；

S3、将所述步骤S2获得的浸胶手套先进行低温烘干，最后高温烘干，制得水性聚氨酯涂层手套。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水性聚氨酯为丙酮法合成的聚氨酯，为聚醚型聚氨酯或聚酯型聚氨酯或是这二者的混合，所述水性聚氨酯胶浆的原料还包括0.5～6份的活性剂和0.5～5份的交联剂。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水性聚氨酯胶浆在配制时还添加有水性色浆：0.5～2份。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述活性剂为氧化锌、碳酸锌或硬脂酸锌中的一种或任意两种或三种的组合。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为多元胺类、多元醇类或氮丙啶中的一种或任意两种及两种以上的组合。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述多元胺类为乙二胺或丙二胺；所述多元醇类为二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷或木糖醇。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为质量浓度为1.5％～30％的聚丙烯酸钠、纤维素、羧甲基纤维素、纤维素钠、聚丙烯酸类增稠剂、干络素或聚乙烯醇中的一种或任意两种及两种以上的组合。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述针织手套胚先预热，温度达到20～45℃后再进行浸渍，浸渍所述水性聚氨酯胶浆的时间为2～6秒。

10.如权利要求2-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述低温的温度为65～85℃，烘干时间为30～45min，所述高温的温度为100～120℃，烘干时间为60～90min。